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热力学第三定律,简述热力学三大定律

来源:连笔字网 2023-11-22 08:10:03 作者:连笔君

简述热力学三大定律

热力学三大定律分别是:

1、热力学第一定律:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。

2、热力学第二定律:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

3、热力学第三定律:热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。

扩展资料:

1、热力学第一定律本质上与能量守恒定律是的等同的,是一个普适的定律,适用于宏观世界和微观世界的所有体系,适用于一切形式的能量。

2、热力学第二定律只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程。而不适用于少量的微观体系,也不能把它推广到无限的宇宙。

3、在实际意义上,第三定律并不像第一、二定律那样明白地告诫人们放弃制造第一种永动机和第二种永动机的意图。

4、热力学得到的结论与物质的具体结构无关,故在实际应用时还必须结合必要的被研究物质物性的实验观测数据,才能得到定量的结果,这是热力学研究的一个局限性。

参考资料:热力学第三定律

热力学第三定律?

热力学第三定律是热力学的基本理论,它是一个关于低温现象的定律。由于热力学定律都是大量实验与观察事实的概括,因此对定律的叙述有许多种说法,但各种说法的本质都是相互一致的,且都是等效的。下面来介绍几种有代表性的说法。
第一种说法:当温度趋近于绝对零度时,凝聚系统(即固体和液体)在可逆定温过程中熵的变化等于零。
第二种说法:当温度趋近于绝对零度时,凝聚系统的熵的绝对值趋近于零。
第三种说法:用任何方法都不能使系统达到绝对零度。

简述热力学三大定律(第一,第二,第三定律)的建立过程

热力学第一定律也就是能量守恒定律。内容  一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。(如果一个系统与环境孤立,那么它的内能将不会发生变化。)
表达式:△U=W+Q符号规律  :热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功,向外界散热和内能减少的情况,因此在使用:△U=W+Q时,通常有如下规定:
①外界对系统做功,W>0,即W为正值。
②系统对外界做功,也就是外界对系统做负功,W<0,即W为负值
③系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值
④系统从外界放出热量,Q<0,即Q为负值
⑤系统内能增加,△U>0,即△U为正值
⑥系统内能减少,△U<0,即△U为负值理解  从三方面理解
1.如果单纯通过做功来改变物体的内能,内能的变化可以用做功的多少来度量,这时物体内能的增加(或减少)量△U就等于外界对物体(或物体对外界)所做功的数值,即△U=W
2.如果单纯通过热传递来改变物体的内能,内能的变化可以用传递热量的多少来度量,这时物体内能的增加(或减少)量△U就等于外界吸收(或对外界放出)热量Q的数值,即△U=Q
3.在做功和热传递同时存在的过程中,物体内能的变化,则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下,物体内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和对外界做功W之和。即△U=W+Q能量守恒定律  能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。能量的多样性  物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等,可见,在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。不同形式的能量的转化  “摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。。。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。能量守恒的意义  1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法,它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时,物体的机械能不守恒,但包括内能在内的总能量守恒。
2.能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一,也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。
3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器,这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。第一类永动机(不可能制成)  不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。
其不可能存在,因为违背的能量守恒定律
编辑本段热力学第二定律  热力学第二定律有几种表述方式:
克劳修斯表述 热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体; 开尔文-普朗克表述 不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。 熵表述 随时间进行,一个孤立体系中的熵总是不会减少。关系  热力学第二定律的两种表述(前2种)看上去似乎没什么关系,然而实际上他们是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个。意义  热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。微观意义  一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
第二类永动机(不可能制成)
只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
∵第二类永动机效率为100%,虽然它不违反能量守恒定律,但大量事实证明,在任何情况下,热机都不可能只有一个热源,热机要不断地把吸取的热量变成有用的功,就不可避免地将一部分热量传给低温物体,因此效率不会达到100%。第二类永动机违反了热力学第二定律。
编辑本段热力学第三定律  热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度(T=0K)不可达到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式:任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。
编辑本段热力学第零定律  热力学第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,那么它们也必定处于热平衡 。
热力学第零定律是热力学三大定律的基础。
希望

“热力学三大定理”包括有哪些?

热力学第零定律

1、定义:与第三个系统处于热平衡的两个系统,彼此也处于热平衡。
2、热力学第零定律是进行体系测量的基本依据
1)、可以通过使两个体系相接触,并观察这两个体系的性质是否发生变化而判断这两个体系是否已经达到平衡。
2)、当外界条件不发生变化时,已经达成热平衡状态的体系,其内部的温度是均匀分布的,并具有确定不变的温度值。
3)、一切互为平衡的体系具有相同的温度,所以,一个体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达;或者也可以通过第三个体系的温度来表达。

热力学第一定律

系统内能的变化,等于内能传递量Q与外界对系统的功W之和.即
ΔU=Q+W

热力学第二定律

第二定律,与第一定律一样,也是一个公理,是人们长期实践经验的总结。第二定律的表述方法有很多种,常见的有两种:
1、克劳修斯说法:不可能把热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化。
2、开尔文说法:不可能从单一热源吸取热使之完全变成功,而不发生其他变化。从单一热源吸热作功的循环热机称为第二类永动机,所以开尔文说法的意思是“第二类永动机无法实现”。
为什么没有永动机,就是因为有熵的原因。
TdS = dU+pdV und Qrev=TdS

熵及熵增原理

克劳修斯首次从宏观角度提出熵概念(S=Q/T),而后波尔兹曼又从微观角度提出熵概念(S=klnW),其两者是相通的,近代的普里戈金提出了耗散结构理论,将熵理论中引进了熵流的概念,阐述了系统内如果流出的熵流(dSe)大于熵产生(dSi)时,可以导致系统内熵减少,即dS=dSi+dSe<0,这种情形应称为相对熵减。但是,若把系统内外一并考察仍然服从熵增原理。

熵增原理最经典的表述是:“绝热系统的熵永不减少”,近代人们又把这个表述推广为“在孤立系统内,任何变化不可能导致熵的减少”。熵增原理如同能量守恒定律一样,要求每时每刻都成立。关于系统现在有四种说法,分别叫孤立、封闭、开放和绝热系统,孤立系统是指那些与外界环境既没有物质也没有能量交换的系统,或者是系统内部以及与之有联系的外部两者总和,封闭系统是指那些与外界环境有能量交换,但没有物质交换的系统,开放系统是指与外界既有能量又有物质交换的系统,而绝热系统是指既没有粒子交换也没有热能交换,但有非热能如电能、机械能等的交换。

第三定律:绝对零度不能通过有限步操作达到。

等价表述:所有原子晶体在绝对零度时的摩尔熵相等。

热力学第一、第二定律否认了第一类和第二类永动机。从能量守恒和转化定律出发,很多人认为,永动机被彻底否认了。

目前有许多人还在致力于永动机的研究,这又是为什么呢?

他们认为,从宇观上看,天体运行,从微观上看,电子绕核旋转,都是永动的事实。那么宏观上应该有同样效果,采用弯曲的力场应该能推动宏观世界的永动机。研

究永动机的总是对此欢欣鼓舞。他们说,第一二类永动机虽然失败了,但采用弯曲的力场,使用永磁性的第三类永动机(弯曲力场永动机)有可能成功。

热力学三定律

第一定律:
△U=Q-W
△U是系统内能改变
Q是系统吸收的热量
W是系统对外做功
第二定律:
很多种表述,最基本的克劳修斯表述和开尔文表述。
这个定律的一个推论是熵增原理:
选取任意两个热力学态A、B,从A到B沿任何可能路径做积分:∫dQ/T
最大的那个定义为熵。孤立系(有限空间)情况下,熵只增不减。
第三定律:
绝对零度永远不可以达到。
似乎没有什么数学表达吧。非要写一个的话......:
上面的话可以用这个式子表示:P(T→0)→0
此外还有热力学第零定律:

热力学三大定律分别解决什么问题

热力学定律共有四个,不是三个。
热力学定律先有了三个,然后补充了第四个。因为前三个定律分别称为第一定律、第二定律和第三定律,所以第四定律被称为“第零定律”。
这几个定律都有多种表述方式,但其表达的意思不变。
热力学第一定律是能量守恒定律。其表述为:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(这意味着,如果一个系统与环境孤立,那么它的内能将不会发生变化。)热力学第一定律也可以表述为:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
热力学第二定律也叫熵增定律。其表述为:一个孤立的热力学系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。也可以表述为:热量能够自发地从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移。要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功来实现。
热力学第三定律其表述为:热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。也可以表述为:不能通过有限次数的热交换,使一个系统的温度降至绝对零度。因此也称为“绝对零度不可能达到定律”。
热力学第零定律是说:一个处于平衡态的热力学系统,其温度处处一致。

热力学三个基本定律

(1)热力学第一定律和内能

能量守恒定律是自然界的基本规律之一。该定律指出:自然界的一切物质都具有能量,能量表现为各种不同形式,他们能够从一种形式转化为另一种形式,在转化过程中能量的总量不变。第一定律引入了内能(U)状态变量,确定了内能与热(Q)和功(W)之间的能量守恒关系。体系中内能变化与体系和环境之间以功和热形式的能量变换具有定量关系,用数学公式表示如下:

dU=dQ+dW (4.1)

其中,若体系对环境做功和输出热量,使体系的内能降低,则Q和W为正值;反之环境对体系做功和输入热量,使体系内能增加,则Q和W为负值。

(2)热力学第二定律和熵

自然界的自发过程常常具有一定的方向性。例如热量只能从高温物体传递到低温物体;溶解的盐类总是从高浓度溶液向低浓度溶液扩散;水流总是从高压向低压流动等等。热力学第二定律引入了熵(S)状态变量,提出了自发过程发生方向的判据。其定量表述为:

(dS)U.V=0 (4.2)

由此可获得定量描述热力学平衡的熵判据:孤立体系自发演化的方向为(dS)U.V>0;当孤立体系抵达平衡时,(dS)U.V=0。(4.2)式也称为平衡态热力学的一般演化判据。它表明处于近平衡态的热力学体系,不管体系的动力学机制如何,发展过程总是单向地趋于平衡态(李如生,1986)。

(3)热力学第三定律和绝对熵

热力学状态函数中,熵函数可以有绝对值,这意味着在确定体系熵值时,存在零熵参考态。零熵参考态的存在是热力学第三定律的内容。第三定律表明,每一种完全有序的纯结晶物质在绝对零度时都有相同的熵,即熵值为零。以零熵参考态为标准,计算所得物质在其他温度时的熵值,称为第三定律熵,又称规定熵或绝对熵。

体系熵值的实际意义可以理解为体系的有序度。体系的熵值增大表示体系的无序程度增加,或称混乱度增加。在孤立或封闭体系中自发过程通常是倾向于形成更加无序(或更加混乱)的结构。但对于一个开放的与外界环境有物质能量持续交换的体系,则自发过程可以是有序之源。

热力学三大原理及其应用?

热力学三大定律的本质
一、热力学第一定律的本质
对于组成不变的封闭体系,内能的改变只能是体系与环境之间通过热和功的交换来体现。
http://202.116.33.235/wlhx/kecheng/lilun/introduction/chap2.htm
三、热力学第三定律的本质
在0K时任何纯物质的完美晶体的熵值为零。
在统计物理学上,热力学第三定律反映了微观运动的量子化。在实际意义上,第三定律并不像第一、二定律那样明白地告诫人们放弃制造第一种永动机和第二种永动机的个图。而是鼓励人们想方高法尽可能接近绝对零度。目前使用绝热去磁的方法已达到10.6K,但永远达不到0K。

参考资料:http://baike.baidu.com/view/7819.htm

谁知道热力学三大定律的英文?

energy conservation law,能量守恒定律,即热力学第一定律

second law of thermodynamics,热力学第二定律,热力学基本定律之一,克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。

Nernst's heat theorem/the third law of thermodynamics,其描述的是热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。而对于完整晶体,这个定值为零。

能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。

如果一个系统处于孤立环境,即不可能有能量或质量传入或传出系统。对于此情形,能量守恒定律表述为:

“孤立系统的总能量保持不变。”

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。

扩展资料:

第一定律的表述本质

常见表述:能量既不会凭空产生也不会凭空消失,它只会从一个物体转移到另一个物体,或者从一种形式转化为另一种形式,而在转化或转移的过程中,能量总量保持不变。

热力学第一定律:普遍的能量守恒和转化定律在一切涉及宏观热现象过程中的具体表现。热力学第一定律确认,任意过程中系统从周围介质吸收的热量、对介质所做的功和系统内能增量之间在数量上守恒。

热力学第一定律即能量守恒定律,它是人类经验的总结,不能用任何别的原理来证明。热力学系统能量表达为内能、热量和功,热力学第一定律是能量守恒的一种表达形式。从它导出的结论,还没有发现与事实有矛盾。

根据热力学第一定律可以设想,要制造一种机器,它既不靠外界供给能量,本身也不减少能量,却不断地对外做功而不消耗能量。人们把这种假想的机器称为第一类永动机。因为对外界做功就必须消耗能量,不消耗能量就无法对外界做功,因此第一定律也可以表达为“第一类永动机是不可能造成的”。

参考资料来源:百度百科-热力学第三定律

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